MADRID, 1 Dic. (EUROPA PRESS) -
La búsqueda de ondas gravitacionales podría ayudar a resolver uno de los otros misterios candentes del Universo: las nubes de bosones y si son uno de los principales competidores de la materia oscura.
Los investigadores están utilizando poderosos instrumentos, como el avanzado Observatorio de ondas gravitacionales con interferómetro láser (LIGO), Virgo avanzado y KAGRA, que detectan ondas gravitacionales --ondas en el espacio-tiempo causadas por importantes cataclismos cósmicos-- a miles de millones de años luz de distancia para localizar posibles nubes de bosones.
Las nubes de bosones, compuestas por partículas subatómicas ultraligeras que son casi imposibles de detectar, se han sugerido como una posible fuente de materia oscura, que representa aproximadamente el 85 por ciento de toda la materia del Universo.
Ahora, un nuevo e importante estudio internacional llevado a cabo en la colaboración LIGO-Virgo-KAGRA y codirigido por investigadores de la Universidad Nacional de Australia (ANU), ofrece una de las mejores pistas hasta ahora para cazar estas partículas subatómicas mediante la búsqueda de ondas gravitacionales causadas por nubes de bosones que rodean los agujeros negros.
La doctora Lilli Sun, del Centro ANU de Astrofísica Gravitacional, dijo que el estudio fue el primer sondeo de todo el cielo en el mundo diseñado para buscar ondas gravitacionales predichas provenientes de posibles nubes de bosones cerca de agujeros negros que giran rápidamente.
"Es casi imposible detectar estas partículas de bosones ultraligeras en la Tierra", dijo Sun en un comunicado. Las partículas, si existen, tienen una masa extremadamente pequeña y rara vez interactúan con otra materia, que es una de las propiedades clave que parece tener la materia oscura. La materia oscura es material que no se puede ver directamente, pero sabemos que existe materia oscura. por el efecto que tiene sobre los objetos que podemos observar.
"Pero al buscar ondas gravitacionales emitidas por estas nubes, podemos rastrear estas escurridizas partículas de bosones y posiblemente descifrar el código de la materia oscura. Nuestras búsquedas también podrían permitirnos descartar ciertas partículas de bosones ultraligeros que, según nuestras teorías, podrían existir". pero en realidad no lo hacen".
Sun, también investigadora asociada en el Centro de Excelencia ARC para el Descubrimiento de Ondas Gravitacionales (OzGrav), dijo que los detectores de ondas gravitacionales permitieron a los investigadores examinar la energía de los agujeros negros que giran rápidamente extraídos por tales nubes, si existen.
"Creemos que estos agujeros negros atrapan una gran cantidad de partículas de bosones en su poderoso campo gravitatorio, creando una nube que gira con ellos. Esta delicada danza continúa durante millones de años y sigue generando ondas gravitacionales que se precipitan por el espacio", dijo.
Si bien los investigadores aún no han detectado ondas gravitacionales de las nubes de bosones, Sun dijo que la ciencia de las ondas gravitacionales ha "abierto puertas que antes estaban cerradas a los científicos".
"Los descubrimientos de ondas gravitacionales no solo brindan información sobre misteriosos objetos compactos en el Universo, como agujeros negros y estrellas de neutrones, sino que también nos permiten buscar nuevas partículas y materia oscura", dijo.
"Los futuros detectores de ondas gravitacionales sin duda abrirán más posibilidades. Podremos adentrarnos más profundamente en el Universo y descubrir más conocimientos sobre estas partículas.
"Por ejemplo, el descubrimiento de nubes de bosones utilizando detectores de ondas gravitacionales aportaría conocimientos importantes sobre la materia oscura y ayudaría a avanzar en otras búsquedas de materia oscura. También mejoraría nuestra comprensión de la física de partículas de forma más amplia".
En otro avance significativo, el estudio también arrojó más luz sobre la posibilidad de que existan nubes de bosones en nuestra propia galaxia al tomar en consideración sus edades.
Sun dijo que la fuerza de cualquier onda gravitacional depende de la edad de la nube, y que las más antiguas envían señales más débiles. "La nube de bosones se encoge a medida que pierde energía al enviar ondas gravitacionales", dijo.
"Aprendimos que no es probable que exista un tipo particular de nube de bosones menor de 1.000 años en ninguna parte de nuestra galaxia, mientras que no es probable que existan nubes de hasta 10 millones de años a unos 3.260 años luz de la Tierra".